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Qué es una señal de 4-20 mA
¿Por qué es estándar 4-20mA?
Una señal de 4-20 mA es una señal analógica que si está conectada a una placa Arduino o un controlador PLC industrial basado en Arduino identifica el valor del sensor. El controlador recibe una corriente del sensor, lo que permite que el PLC transforme esa señal eléctrica a un valor comprensible listo para ser utilizado en el código de software. Este valor se utiliza para que el programador conozca las unidades de medida correctas recibidas de ese sensor y comprenda la situación del proyecto industrial.
4-20mA se utiliza principalmente para cables de larga distancia porque la señal de corriente recibe menos interferencias por ruido o problemas de EMC que una señal de voltaje como las entradas analógicas de 0-10 Vdc.
Arduino no puede recibir una señal analógica actual porque las señales analógicas de Arduino funcionan de 0 a 5Vdc, por lo que es necesario transformar la señal analógica actual en un voltaje. Es importante saber que los estándares de señales analógicas de voltaje de la industria funcionan de 0 a 10 Vdc, por lo que la forma de transformar un 4-20mA en Arduino es bastante diferente a la de un PLC basado en Arduino que funciona a 0-10 Vdc.
Diagrama del circuito convertidor de sensor analógico de 4-20mA a 0-10Vdc
Es necesario convertir una señal de 4-20 mA en una de 0-10 Vdc. Como puedes ver en el diagrama de abajo, puedes comprender cómo transformar un 4-20mA a 0-10v usando la Ley de Ohm.
Las familias de productos Ardbox Analog y Ethernet industrial PLC tienen algunas señales de entrada configurables analógicas/digitales.
Para hacer esto es necesario conectar una impedancia de 500Ohm entre la señal analógica de 4-20 mA y la señal de tierra como se muestra en el diagrama. Si lo haces, el valor analógico cambiará de corriente a voltaje.
¿Cómo puedes hacer una conversión de señal de 4-20mA a 0-10V en tu controlador industrial Arduino para la automatización industrial?
Puede utilizar PLCs basados en Arduino
Arduino como una sola placa no es capaz de ser utilizado en entornos industriales. Por esta razón, Industrial Shields ha desarrollado un Shields Industrial para Arduino que incluye una placa Arduino original en su interior, y es totalmente compatible con los estándares industriales.
Módulo conversor de 4-20ma a 0-10V
Es fácil entender cómo transformar una señal 4-20mA a 0-10Vdc a través de una resistencia de 500Ohm a través de la Ley de Ohm. Si necesitas probarlo usando una placa Arduino Uno, Arduino Mega o Arduino Leonardo, debes reemplazar los 500Ohms a 250Ohms para transformar 4-20mA a 0-5Vdc.
Arduino IDE
Requisitos
- Ethernet o 20 I/Os PLC
- Placas de Industrial Shields. Para aprender a instalar las placas,haz click aquí.
¿Cómo cambia el valor de entrada a Arduino?
Cuando tienes una señal de 4-20 mA para 10 bits, obtienes los siguientes datos:
Señal 4-20mA | 10 bits |
4mA | Valor 0 |
20mA | Valor 1023 |
Pero, si conviertes esta señal a 0-10Vdc, los resultados son:
4-20mA | 0-10Vdc | 10 bits |
| 4mA | 2Vdc | Valor 204* (aprox) |
| 20mA | 10Vdc | Valor 1023 |
Como puedes ver, el resultado de 4mA (2Vdc), es cercano a 204. A continuación se muestra el gráfico lineal de donde provienen los resultados:
Cómo convertir una señal 4-20mA a 0-10V en un PLC Arduino